CN107627709B - 用于连续制造板形复合工件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在连续工作式双带式压制机中由半成品垫连续制造板形复合工件的方法，尤其是用于压制SMC半成品垫的方法，其中，所述双带式压制机具有上方的环绕式压制带/钢带以及下方的环绕式压制带/钢带，并且所述半成品垫被引导通过在各压制带之间形成的压制间隙并且在此在压力以及必要时热量的应用下被压制成复合工件，并且所述压制间隙在侧向通过弹性密封条密封，所述密封条在各压制带之间设置在所述压制带的边缘区域中。该方法的特征在于，所述压制带至少在设置有密封条的边缘区域中具有无凹凸结构且无凹凸轮廓的平坦表面，该表面具有小于1μm的平均表面粗度RZ。

Description

用于连续制造板形复合工件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在连续工作式双带式压制机中由(复合材料)半成品垫连续制造板形复合工件的方法，尤其是用于压制/加固SMC半成品垫的方法，其中，所述双带式压制机具有上方的环绕式压制带(例如钢带)以及下方的环绕式压制带(例如钢带)，并且所述半成品垫被引导通过在各压制带之间形成的压制间隙并且在此在压力以及必要时热量的应用下被压制(以及因此加固)成复合工件，并且所述压制间隙在侧向通过弹性密封条密封，所述密封条在各压制带之间设置在所述压制带的边缘区域中并且与钢带一起设置并且与压制带一起被引导。所述压制带优选构造为金属带、特别优选构造为钢带。
背景技术
半成品垫在本发明的范围中尤其指的是预浸渍的(垫形)纤维基体半成品，该纤维基体半成品优选可以作为卷材提供并且然后在双带式压制机中被压制成板形复合材料以及因此被加固。优选涉及热固性塑料半成品、例如SMC半成品(片状模塑料：Sheet MoldingCompound)。纤维可以例如是玻璃纤维或碳纤维。作为基体材料使用(热固性塑料)树脂、例如(不饱和)聚酯树脂或环氧树脂。此外，这样的半成品经常具有附加的组成部分，尤其是填料、例如白垩。因此，在这样的半成品垫、例如SMC半成品垫中，用于制造复合材料所需的组分预混合以及因此为加工做好准备，使得半成品垫在双带式压制机中在压力以及优选热量的应用下被压制成板形材料。实际上，SMC材料经常以具有例如2mm厚度的连续形式构成并且然后在一层或多层的状态下被压制。
至今，实际上通常在间歇式压制机中以完成裁剪的规格加固以及因此压制这样的半成品垫(例如SMC半成品垫)。因为在压制机内的加工时间由于相对短的硬化时间是相对少的，所以“辅助时间”在加工时相对强地影响间歇式压制机。为了避免这样的间歇辅助时间，提出在连续工作式压制机中加工复合材料半成品。
因此，EP 0 484 735 A1说明一种用于制造纤维复合材料的方法，在该方法中在双带式压制机中连续地将热塑性熔体以及玻璃纤维垫或玻璃纤维稀松布彼此压制，并且该复合体在压力下被冷却。双带式压制机通过由包含增强衬里的橡胶或塑料构成的连续的同步带在侧向被封闭。通过同步带的侧向封闭实现：已浸渍的玻璃纤维或玻璃纤维稀松布在压实的过程中能够仅有限地向外流动。当在干扰的情况下由于熔体或玻璃纤维的过量供应而导致压力上升时应使柔性的、通过摩擦锁合引导的带偏移，以避免损害所制造的半成品。
与此相对，在DE 296 22 385 U1中提出，钢带在边缘区域中分别设置有金属层，该金属层相对于钢带的压制面突出。所述金属层形成用于橡胶弹性带的引导部，从而避免带偏离。在此，金属层的接触面应具有比钢带的压制面大的粗糙度，使得即使在压制空间中特别高的压力下仍然不仅确保密封，而且确保橡胶弹性带的进一步运输，而不用担心侧向游离。利用由DE 296 22 385 U1已知的双带式压制机应尤其是制造层压板或聚丙烯板。
此外，在US 5 395 576和DE 2 000 521中说明双带式压制机与复合材料制造结合的应用。
DE 30 28 052 A1说明一种用于在具有和不具有密封过程的情况下加工热塑性塑料薄膜和热固性塑料薄膜的机器装置，其中，同样使用连续工作式压制机。
最后，DE 34 13 434 A1涉及一种用于在连续式双带式压制机中连续制造用于电路板的涂覆铜的基础材料的方法。
发明内容
由已知的现有技术出发，本发明所基于的技术问题是给出一种方法，利用该方法可以高质量地、经济地由半成品垫制造板形复合工件。在此，尤其是应该利用简单的器件确保双带式压制机的压制间隙的可靠的边缘密封。
为了解决所述任务，本发明在一种用于由半成品垫连续制造板形复合材料的同类方法中教导，压制带(例如钢带)至少在设置有密封条的边缘区域中具有无凹凸结构且无凹凸轮廓的平坦表面，该表面具有小于1μm的平均表面粗度RZ。优选地，压制带(例如钢带)在所述边缘区域中的平均表面粗度RZ小于0.1μm。特别优选地，应该利用所述方法由热固性塑料半成品、优选SMC半成品制造板形复合材料。因此优选地，使用金属带并且特别优选钢带作为压制带。
在此，本发明首先从如下认识出发，即板形复合材料可以特别经济地在双带式压制机中的连续过程中制造，因为以这种方式避免在间歇式压制机上加工时产生的间歇辅助时间。此外，如下事实是有利的，即利用双带式压制机通过变化地调整压制间隙可制造不同厚度的复合工件，而不必使用不同的模具。
此外，本发明从如下认识出发，适宜在侧向通过弹性密封条密封压制间隙，所述密封条在压制带/钢带之间设置在压制带/钢带的边缘区域中并且与垫或与压制带/钢带一起(通过摩擦锁合)被引导。侧向密封是带来特别意义，因为半成品材料在压制过程中以及因此在穿过双带式压制机的过程中被加热并且在此被软化以及必要时被液化。
在此，本发明认识到，不需要在压制带/钢带的边缘区域中设置用于密封条的特殊突起或导向机构。这是因为如果钢带(至少)在边缘区域中无凹凸结构且无凹凸轮廓地且平坦地以非常小的粗糙度或表面粗度设计，则出乎意料地在没有任何导向装置的情况下实现侧向密封的无问题的固定。特别优选地，压制带/钢带在边缘区域中被非常光滑地抛光，更确切地说以所谓的在亚微米范围中的“视觉质量”抛光。这是因为发觉到(例如由弹性体硅酮构成的)弹性密封条非常强地附着在这样非常平滑的、抛光的表面上，使得即使在没有特殊导向机构的情况下也实现无问题的导向。总体上，在高生产压力的情况下也实现卓越的侧向密封。总体上，(例如由SMC半成品构成的)复合材料能够特别经济地、高质量地制造。在此，在压制带/钢带或其他形锁合的导向装置的区域中可以省去特殊的导向措施、结构部或类似物，使得原则上可以采用双带式压制机的常规结构。
特别重要的是，在压制带/钢带的一同引导有密封条的边缘区域中具有在亚微米范围中的非常低的粗糙度/表面粗度的、无凹凸结构且无凹凸轮廓的、平坦的且优选抛光的表面。在此，原则上在本发明的范围中，压制带/钢带在其整个宽度上具有这样的高表面质量。如果因此原本就使用具有“视觉质量”的抛光表面的例如钢带，则可以完全省去在边缘区域中的特殊措施。
然而优选地，使用如下压制带(例如钢带)，在该压制带中仅在边缘区域中规定高的表面质量，而在构成实际压制区域的且设置有复合材料垫的中间区域中可以规定较低的表面质量。因此，本发明优选提出，钢带在边缘区域中的粗糙度或表面粗度比在设置有复合材料垫的中间区域中的粗糙度或表面粗度小。因此，所述带不必全面地高质量地加工，例如抛光，而是所述带仅在边缘区域中高质量地被抛光。因此，能够特别低成本地制造压制带/钢带。因此，可以使用具有常规表面质量的常规压制带/钢带，其然后优选仅在边缘区域中以相应的质量抛光或以其他方式加工。
在边缘区域中分别在复合材料垫的两侧被引导通过压制机的弹性密封条优选由弹性体聚合物或弹性体塑料构成。特别优选地可以使用弹性体硅酮。在此发觉到，这样的弹性体硅酮条或硅酮带卓越地附着在钢带的所说明的光滑表面上，从而确保无问题的边缘密封。此外，弹性体硅酮带或硅酮条的优点在于高耐温性。因此，在本发明的范围中可以使用例如由硅酮构成的弹性密封条，其在最大200℃的温度、优选最大250℃的温度、特别优选最大300℃的温度的情况下是耐温度变化的。
优选使用如下弹性密封条，该密封条类似于钢带通过换向装置连续环绕地被引导通过压制机。在此，可以采用由现有技术基本上已知的建议。
按照本发明的方法优选这样实施，即作用到密封带或密封条上的压力(在穿过压制机的整个过程中)小于10N/cm2。此外，该方法优选这样引导，使得在压制机内密封带或密封条(在整个压制过程中)在密封条的厚度方面以最大10％压缩。以这种方式，简化地调校产品及其高度。如果应该制造具有2mm厚度的产品，则可以使用具有2.1mm厚度/高度的硅酮带，以便无问题地侧向密封该产品。因此，密封带在无负载的状态下具有的厚度/高度大于已完成的产品的厚度/高度。
根据本发明的另一种建议，不仅确保经由边缘条的侧向密封，而且确保压制机入口侧和出口侧的密封，更确切地说是通过材料本身来保证。为此规定，在连续式压制机中半成品垫首先(在固态下)穿过第一区段、即入口区段并且在此具有相对低的第一温度。压制机可以例如在该区域中不加热。随后，半成品垫穿过第二区段，在该第二区段中，半成品被加热以及因此(基体材料)被软化或被液化。在所述第二区段之后接着第三区段(所谓的加固区段)，在该第三区段中首先软化或液化的垫再次被转化为固态并且在此加固。在所述第三区段中，垫再次具有比在第二区段中的第二温度低的温度。通过所述措施确保，液体材料在入口侧通过垫的入口侧固相被密封。在出口侧，液体材料通过已加固的同样处于固相的产品本身被密封。因此，在入口中和在出口中省去特殊的密封措施。边缘密封采用同步的密封条。
在第一(入口)区段中的第一温度优选小于80℃、特别优选小于50℃。因此，在所述区域中压制机可以不被加热地运行。第一区段的长度可以是0.5m至2m，例如1m至1.5m。
在第二区段中，第二温度例如大于120℃、优选大于150℃。第二区段的长度可以是2m至6m、例如3m至5m。
在第三区段中，温度例如小于100℃、预选小于90℃。所述温度说明优选涉及待压制材料在压制间隙中的例如通过加热板加热的温度。
优选地，在压制机中的加工因此不仅在压力的应用下进行，而且此外在热量的应用下进行。原则上，本发明但也包含多个实施形式，在这些实施形式中仅利用压力且在没有供热的情况下在“冷压”的意义下工作。
所述垫通过压制机的通过速度例如为20mm/s至80mm/s、优选35mm/s至70mm/s。
在此，在本发明的范围中可以压制单层半成品垫，使得例如制造具有大约2mm厚度的板形复合工件。同样可以彼此相叠地共同压制多个层、例如多达5个层，这些层然后被压制成大约10mm厚度的产品。
利用按照本发明的方法压制以及因此加固特别优选的热固性塑料半成品垫以及特别优选的SMC半成品垫。
替代地，本发明但也包括加工热塑性半成品或制造热塑性产品。
本发明的主题也是一种用于利用所说明的方法制造板形复合工件的压制机。在本发明的范围中使用的双带式压制机因此同样受保护。
附图说明
下面借助示出实施例的附图详细说明本发明。其中：
图1示出用于由半成品垫制造板形复合工件的压制机的简化侧视图，
图2示出根据图1的主题的纵剖视图，以及
图3示出在根据图1的压制机中的下方的压制带的简化俯视图，该压制带具有设置在其上的压制物。
具体实施方式
附图示出用于由(热固性塑料)半成品垫2制造板形复合材料1的压制机，其中示出的压制机尤其是用于压制以及因此加固SMC半成品垫。压制机以原则上已知的方式构造为双带式压制机。
这样的双带式压制机以原则上已知的方式在压制机上部中具有连续环绕的上方的压制带、例如钢带3以及在压制机下部中具有连续环绕的下方的压制带、例如钢带4。此外，在压制机上部中设置有上方的可加热的压制板5以及在压制机下部中设置有下方的可加热的压制板6。所述压制带或钢带3、4例如在中间连接辊轧体机组(例如滚动杆7或滚压杆)的情况下支承抵靠压制板5、6。压制力通过压制驱动装置(例如压制缸8)产生，该压制驱动装置例如支承在压制机机架9上并且在上方的压制板5和/或下方的压制板6上工作。所示出的压制机在实施例中构造为上活塞式压制机，也就是说压制缸8作用到上方的压制板5上。然而本发明以相同的方式包括下活塞式压制机。优选地，压制带构造为钢带，从而在附图说明中的压制带也被称作钢带。
在任何情况下，待压制的半成品垫2沿构成在钢带3、4之间的压制间隙的工作方向穿过。在此，半成品垫2在压力以及优选热量的应用下被压制成板形复合工件1以及因此被加固。
在此，压制间隙在侧向由弹性密封条10密封，各密封条在钢带3、4之间设置在钢带3、4的边缘区域中并且与垫2以及与钢带3、4一同被引导。所述弹性密封条10可以例如由弹性体硅酮构成以及因此实施为硅酮条或硅酮带。因此实现压制间隙的侧向密封，更确切地说尤其考虑如下事实，即待压制的材料在压制机内被软化或被液化以及因此经历液相，使得通过所述侧向密封条10可以阻止材料排出。按照本发明，钢带3、4在设置有密封条的边缘区域11中具有无凹凸结构且无凹凸轮廓的平坦表面，该表面优选具有小于1μm的、特别优选小于0.1μm的平均表面粗度。条状的边缘区域11或边缘条因此非常平滑地抛光，使得所述边缘区域或边缘条具有所谓的(例如在亚微米范围中的)“视觉质量”。所述说明涉及钢带3、4的朝向彼此的表面以及因此涉及钢带表面。
在示出的实施例中，钢带3、4具有所述非常平滑地抛光的表面，然而不是在整个平面上，而是仅在所说明的边缘区域11中。在复合材料垫穿过压制间隙的中间区域12中，钢带3、4具有比在边缘区域中更小的平整度以及因此较高的粗糙度/表面粗度。在此，钢带3、4的表面质量首先在制造产品的过程中按要求调校，使得所述表面质量首先调整为产品要获得的表面质量。然而按照本发明，在边缘区域11中使用特别高的表面质量。这是因为弹性密封带10(例如硅酮带)出乎意料地特别固定地附着在这样非常光滑的表面上，使得在边缘区域11中可以省去密封条10的特别的导向装置。
在通过所说明的密封条10进行侧向密封期间，入口侧和出口侧的液相密封通过产品本身进行。因此在图2中可看出，半成品垫2首先以低温度穿过第一入口区段A，使得垫在该入口区段A中在确定的长度上保持在固相中。然后在其之后接着在第二区段B中的液相，也就是说垫以第二温度穿过第二区段，该第二温度高于第一温度并且在该第二温度中垫或基体材料被液化。然后在其之后接着在第三温度中的第三区段C，该第三温度又低于第二温度，使得材料又被转化为固相。因此，在出口侧通过已加固的产品进行液相的密封。
在实施例中，第一区段A的长度例如为1.5m。第二区段B的长度例如为4m以及第三区段C的长度例如为1.5m。在该实施例中，第一区段A未加热，而在第二区段B中调节出例如170℃的温度。在第三区段C中，温度例如是80℃，其中，所述说明涉及经由加热板5、6加热的待压制物料的温度。

Claims (17)

1.用于在连续工作式双带式压制机中由半成品垫(2)连续制造板形复合工件(1)的方法，其中，
所述双带式压制机具有上方的环绕式压制带(3)以及下方的环绕式压制带(4)，
所述半成品垫(2)被引导通过在各压制带(3、4)之间形成的压制间隙并且在此通过使用压力被压制成复合工件(1)，并且
所述压制间隙在侧向通过弹性密封条(10)密封，所述密封条在各压制带之间设置在所述压制带(3、4)的边缘区域(11)中，
其特征在于，所述压制带(3、4)至少在设置有密封条(10)的边缘区域(11)中具有无凹凸结构且无凹凸轮廓的平坦表面，该表面具有小于1μm的平均表面粗度RZ。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述边缘区域(11)中的平均表面粗度RZ小于0.1μm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述压制带(3、4)的边缘区域(11)分别比所述密封条(10)宽。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述压制带(3、4)在所述边缘区域(11)中的平均表面粗度RZ小于在设置有所述半成品垫(2)的中间区域(12)中的平均表面粗度。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述弹性密封条(10)由弹性体塑料构成。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述弹性密封条(10)由弹性体硅酮构成。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述弹性密封条(10)相应地连续环绕地引导通过压制机。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述半成品垫(2)通过使用压力和热量被压制。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述半成品垫(2)在连续式压制机中首先在固态下以第一温度穿过第一区段(A)并且随后在液态下以第二温度穿过第二区段(B)以及此后在固态下以第三温度穿过第三区段(C)，其中，所述第二温度高于所述第一温度和第三温度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一温度小于80℃；和/或所述第二温度大于120℃；和/或所述第三温度小于100℃。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一温度小于50℃；和/或所述第二温度大于150℃。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一区段(A)的长度为0.5m至2m；和/或所述第二区段(B)的长度为2m至6m；和/或所述第三区段(C)的长度为0.5m至2m。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述压制机内作用到所述密封条上的压力小于10N/cm2。
14.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述压制机中所述密封条以最大10％的比例被压缩。
15.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法是用于压制SMC半成品垫的方法。
16.用于根据权利要求1至15之一所述的方法由半成品垫(2)制造板形复合工件(1)的压制机，其中，该压制机构造为具有上方的环绕式压制带(3)以及下方的环绕式压制带(4)的双带式压制机，其特征在于，所述压制带(3、4)至少在设置有密封条(10)的边缘区域(11)中具有无凹凸结构且无凹凸轮廓的平坦表面，该表面具有小于1μm的平均表面粗度RZ。
17.根据权利要求16所述的压制机，其中，所述平均表面粗度RZ小于0.1μm的。
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